материал для курсового проектирования (METODA6B)

Посмотреть архив целиком

Содержание

I. ВВЕДЕНИЕ. 

II. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРИЕМНЫХ УСТРОЙСТВ 

1. Общие приемы проектирования 

2. Содержание технического задания на проектирование приемника. 

3. Порядок проектирования приемника. 

III. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРИЕМНО-УСИЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ. 

IV. ПРИМЕР ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРЕБОВАНИЙ К УЗЛАМ ПРИЕМНИКА БОРТОВОЙ ИМПУЛЬСНОЙ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ СТАНЦИИ ОБНАРУЖЕНИЯ. 

1. Техническое задание. 

2. Порядок определения требований 

V. ПРИМЕР СОСТАВЛЕНИЯ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРЕБОВАНИЙ К УЗЛАМ ПРИЕМНИКА МНОГОКАНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ СВЯЗИ. 22

1. Техническое задание. 22

2. Порядок определения требований к узлам приемника. 23

VI. ОРГАНИЗАЦИЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ, ОФОРМЛЕНИЕ И ЗАЩИТА ПРОЕКТА. 29

ЛИТЕРАТУРА 31

ОГЛАВЛЕНИЕ 32



________________________________________________

Московский государственный авиационный институт

(Технический университет)

________________________________________________


Бакалов В.П., Белоусов Н.Н., Выборный В.Г

(под редакцией Протопопова А.С.)


Методические указания

по курсовому проектированию

радиоприемных устройств


(для дневной и вечерней форм обучения)



кафедра 407









Москва 1999

1


32




























2











Литература

  1. Радиоприемные устройства /Под редакцией А.П.Жуковского.-М.: Высшая школа, 1989

  2. Проектирование радиоприемных устройств /Под общей редакцией А.П.Сиверса.-М.:Советское радио, 1976

  3. Клэппер Д., Фрэнкл Д. Системы фазовой автоподстройки частоты.-М.:Энергия, 1977.








31



Результаты выполнения курсового проекта оцениваются в процессе его защиты комиссией, состоящей из двух-трех преподавателей кафедры. Защита курсового проекта состоит из краткого (5-7 мин.) доклада студента, затем студент отвечает на поставленные комиссией вопросы.

В случае неудовлетворительной защиты студент в установленном порядке допускается к повторной защите или выполняет новый курсовой проект.

В некоторых случаях курсовой проект по радиоприемным устройствам с разрешения заведующего кафедрой может быть заменен исследовательской работой, выполняемой студентом по заданию того подразделения, где он занимается НИРС. Объем и характер работы в этом случае должен соответствовать курсовому проекту по радиоприемным устройствам.

Оформление и защита такой работы производится в указанном выше порядке.











30



I. Введение.

Основная цель курсового проектирования - развить у студентов максимальную самостоятельность, творческое мышление и инициативу в работе.

При современном подходе проектирование сложных систем рассматривается как итерационный процесс. Справедливость такого подхода отчетливо проявляется при проектировании приемно-усилительных устройств. Процесс проектирования приемно-усилительных устройств представляет собой многоэтапную процедуру со множеством обратных связей. Каждый крупный этап включает в себя изготовление макета или образца устройства. Естественно, что курсовое проектирование как учебное не может полностью отразить все этапы реального проектирования приемного устройства, но студент при выполнении курсового проекта должен отчетливо представлять полный процесс проектирования. Важны инструментом, при проектировании приемно-усилительного устройства, являются методы автоматизированного проектирования, позволяющие не только ускорить процесс проектирования, но и получить качественно новые решения. В методических указаниях отражены методы автоматизированного проектирования и их место при проектировании приемно-усилительных устройств.

В методических указаниях приведены два примера заданий на курсовой проект с методикой выбора структуры приемника и определения требований к его функциональным узлам.

3


В приложениях к методическим указаниям содержатся правила и примеры выполнения и оформления курсового проекта, примеры заданий, вспомогательные таблицы и графики. Приложения находятся в кабинете курсового проектирования.

В кабинете курсового проектирования имеется также аннотированный указатель литературы по курсовому проектированию радиоприемных устройств.

II. Проектирование приемных устройств

1. Общие приемы проектирования

Радиоприемники представляют собой сложные системы, поэтому их проектирование является задачей, которая не имеет однозначного решения. Исходные данные для проектирования содержатся в техническом задании (ТЗ).

Процесс проектирования радиоприемника состоит из двух основных этапов: этапа эскизного проектирования и этапа технического проектирования. Каждый из этих этапов может содержать два подэтапа: предварительное и окончательное проектирование. Крупные этапы проектирования делятся на ряд мелких этапов (рис. 1).

Этап эскизного проектирования включает в себя: выбор и обоснование структурной схемы приемника (синтез структуры), анализ приемника, оптимизацию его параметров, проектирование отдельных функциональных звеньев и электрических схем, конструктивную проработку, машинные и натурные эксперименты.


4



входе. Так как принято решение об использовании ограничителя амплитуд, в приемнике не используется автоматическая регулировка усиления.



VI. Организация курсового проектирования, оформление и защита проекта.

В начале курсового проектирования каждый преподаватель - консультант читает вводную лекцию. Затем еженедельно в соответствии с расписанием для студентов проводятся консультации. Кроме индивидуальных бесед, на консультациях преподаватель проводит занятия и со всей группой, посвящая их методам проектирования тех или иных систем и узлов радиоприемных устройств.

Студенты должны посещать консультации не реже двух раз в месяц и присутствовать на всех групповых занятиях.

Выполненный курсовой проект (расчетно-пояснительная записка) и графический материал) представляется студентом к защите. В записку должна входить расчетная часть проекта, изложенная на 20 - 30 с. стандартной писчей бумаги. Принципиальная электрическая схема разработанного в проекте устройства, конструкция его узлов выполняется на листах чертежной бумаги в соответствии с ЕСКД.

29


За две недели до срока защиты, указанного в бланке задания на проект, студент должен сдать оформленную расчетно-пояснительную записку на проверку консультанту.

Для определения требований к усилению УПЧ найдем входное напряжение УПЧ :

где Rвх АПЧ принимаем ориентировочно равным 300 Ом;

Таким образом коэффициент усиления УПЧ должен быть

С учетом коэффициента запаса Kзап³3 требуемое усиление УПЧ будет равно:

Полоса пропускания УПЧ ориентировочно должна быть равной ПУПЧ = П = 4100 кГц. Окончательное уточнение значения ПУПЧ может быть сделано после расчета УВЧ и ВЧ и определения их влияния на общую полосу пропускания линейного тракта.

УПЧ должен обеспечивать требуемое значение избирательности по соседнему каналу.

Входная цепь и УПЧ должны обеспечивать заданную избирательность по зеркальному каналу.

Выберем промежуточную частоту в соответствии с условием

.

Выберем стандартное значение промежуточной частоты

fпр = 60 МГц.

28


5


Требования к ограничителю амплитуд могут быть сформулированы после расчета СФД и определения допустимого изменения сигнала на его

Эскизное проектирование отдельных функциональных звеньев приемника и принципиальных электрических схем содержит такие же этапы, как и эскизное проектирование приемника.

В целом этап эскизного проектирования заканчивается выпуском макетов приемника.


Рис. 1. Этапы проектирования




Этап технического проектирования радиоприемника включает в себя : разработку и выпуск технической документации для производства опытной серии, а затем для серийного выпуска приемника. Основой для выполнения этапа технического проектирования является эскизный проект.

Подробно задачи технического проектирования радиоприемника в настоящем пособии не рассматриваются. При выполнении курсового проекта проектирование радиоприемника ограничивается элементами этапа эскизного проектирования.

Рассмотрим кратко основные особенности процесса эскизного проектирования радиоприемника.

Рис. 2. Модель процесса эскизного проектирования.




Характерны моментом процесса проектирования является необходимость возвращения к предыдущим этапам. Так, например, в процессе эскизного проектирования приемника при его моделировании возможно многократное возвращение к вопросам уточнения его структуры, математического описания, дополнительного теоретического анализа. Процедура оптимизации параметров его звеньев сама по себе предусматривает возвращение в той или иной степени к о всем предыдущим этапам.

Таким образом, проектирование радиоприемника происходит путем последовательных приближений к желаемому результату. Или, как говорят, процесс носит итеративный характер.

Этапы проектирования радиоприемника можно представить с помощью структурной схемы (рис. 1, 2). Отметим, что итеративный

Перейдем к выбору типа демодулятора группового сигнала. ЧМ-демодуляторы, как известно, имеют пороговые свойства, которые ограничивают минимальное допустимое значение отношения сигнала к шуму g на входе демодулятора. Для частотных детекторов обычного типа пороговое значение gпор=10 дБ. Проектируемый приемник имеет существенно меньшее значение g=5,44 дБ, т.е. частотный детектор в качестве демодулятора группового сигнала не может быть использован.

Оценим возможность применения в качестве демодулятора группового сигнала синхронно-фазового демодулятора, имеющего пороговое значение отношения сигнала к шуму g2fmax, равное [2] при частотном разделении каналов .

Значение (g2fmax пор+1 дБ) соответствует такому отношению сигнала к шуму на входе, при котором действует соотношение между gК и g2fmax , использованное выше для расчета g2fmax.

Имеем

Так как

то принимаем, что в проектируемом приемнике в качестве демодулятора группового сигнала используется синхронно-фазовый детектор (СФД).

Зададимся требуемым UСФД - входным напряжением СФД. На входе СФД для стабилизации его параметров необходимо поставить ограничитель амплитуд. Входное напряжение ограничителя амплитуд должно быть более 0,5 В.

6


27



Обеспечение рассчитанной величины g зависит от мощности сигнала PС - коэффициента шума приемника F, относительной шумовой температуры антенны ta, шумовой полосы приемника DtШ (см. разд. 4)

Примем

,

где :

TA =200 К - шумовая температура антенны [2];

T0 =293 К;

DfШ = 1,1 П.

Теперь можно определить требуемый коэффициент шума приемника, как и в работе [2] :

Приемник с таким коэффициентом шума может быть реализован в указанном диапазоне при использовании в качестве УВЧ транзисторного усилителя.

Для дальнейших расчетов положим, как и в разд. 4, общие потери во входных цепях Lвх = 1.0 дБ; коэффициент передачи входной цепи КВЦ =0,8; коэффициент усиления УВЧ КУВЧ = 20 дБ; потери преобразования Lпр = 6 дБ.

26


Указанные величины после окончательного расчета приемника должны быть уточнены.

характер процесса проектирования распространяется также на техническое задание, т.е. замысел может изменяться (уточняться) под влиянием процесса проектирования.

Вторая существенная особенность процесса проектирования состоит в том, что каждая итерация (на любом уровне) заканчивается принятием решения, при этом решение всегда принимается в условиях неопределенности, так как оно представляет собой процесс выбора одного или нескольких предпочтительных вариантов из множества возможных (несколько вариантов выбирается, как правило, только на стадии предварительного эскизного проектирования). Именно эта неопределенность является прежде всего причиной неоднозначности результата проектирования. Поэтому вторым существенным свойством процесса проектирования является неоднозначность результата.

2. Содержание технического задания на проектирование приемника.

Приемник в радиотехнической системе предназначен для преобразования радиосигнала в сообщение.

Основной характеристикой приемника является качество воспроизведения сообщения. С количественной точки зрения качество воспроизведения сообщения может характеризоваться по-разному. На качество воспроизведения сообщения влияют различного рода помехи и искажения в элементах радиоприемных устройств

7


Такие характеристики, как точность воспроизведения сообщений или вероятность ошибочного решения, связаны с отношением сигнала к аддитивному шуму в полосе пропускания приемника. Эти зависимости определены в настоящее время для весьма большого количества разнообразных случаев приема. Часть из них в виде формул и графиков приведена в приложениях к пособию. Зная заранее требуемые точности или вероятности ошибок при воспроизведении сообщений с помощью этих зависимостей для конкретных случаев приема, можно определить необходимое отношение сигнала к шуму и, следовательно, необходимую реальную чувствительность приемника. Сведения о требуемой точности или о допустимых вероятностях ошибок содержатся в ТЗ.

Существенное влияние на качество воспроизведения сообщений оказывают мультипликативные (модулирующие) помехи. Для борьбы с ними в приемниках применяются различные методы, в частности автоматические регулировки. В ТЗ содержатся необходимые данные для проектирования автоматических регулировок и других устройств для борьбы с указанными помехами.

В техническом задании имеются сведения о характере всех предполагаемых помех и задаются требования по помехоустойчивости приемника по отношению к ним, например частотная, пространственная и временная избирательность.

В техническом задании задаются также требования по допустимому уровню линейных и нелинейных искажений сообщения, перекрестных искажений в приемниках дискретных систем передачи информации.

8


Моменты, которые оказывают существенное влияние на качество воспроизведения сообщения, определяют основное содержание технического задания на проектирование приемника. Вместе с тем в техническое задание включаются такие данные, которые не оказывают непосредственного влияния на качество воспроизведения сообщения. Это

Определим теперь требуемое отношение сигнала к шуму на выходе линейной части приемника.

Отношение сигнала к шуму g2fmax на выходе линейной части приемника в полосе частот 2fmax может быть определено из следующего выражения [2] :


где :

fmin - минимальная частота в спектре группового сигнала;

fmax = F1-fmax = 47 кГц;

Fk - частота поднесущей канала.

Наихудшее отношение сигнала к шуму при частотной модуляции несущей будет в последнем канале, так как спектральная плотность мощности шума на выходе ЧМ-демодулятора растет пропорционаольно квадрату частоты.

Поэтому, принимая Fk = F20, имеем

25


Тогда g в полосе П определится, как

Теперь есть возможность по известной ПС определить ширину полосы пропускания П линейного тракта.

Полоса П должна быть выбрана с учетом нестабильностей и неточностей настроек приемника и доплеровского сдвига частот. Расширение полосы П ухудшает отношение сигнала к шуму.

С другой стороны, уход промежуточной частоты от номинального значения может привести к нелинейным искажениям при ЧМ-демодуляции и возникновению межканальных помех. Определяя возможное изменение промежуточной частоты Dfпр, выраженное доплеровским сдвигом и нестабильностями, по методике, изложенной в работе [2], получаем примерно 6 Мгц. Чтобы избежать возникновения нелинейных искажений при ЧМ-демодуляции из-за большого ухода промежуточной частоты, применим систему фазовой автоматической подстройки частоты (ФАПЧ). ФАПЧ снижает уход промежуточной частоты до величины, определяемой небольшой нестабильностью частоты внутреннего генератора ФАПЧ.

Нестабильность частоты этого генератора равна

где :

dГ =10-6 - соответствует нестабильности кварцевого генератора;

fПР £ 100 МГц.

24


Таким образом, принимаем, что проектируемый приемник должен иметь систему ФАПЧ с кварцевым опорным генератором. В этом случае ширина полосы пропускания приемника линейного тракта может быть выбрана равной

такой набор данных, с помощью которого осуществляется как бы привязка проектируемого приемника к условиям работы всей радиосистемы. Это данные о рабочем диапазоне частот, о наборе промежуточных частот, способ модуляции, число каналов, способ перестройки по диапазону и т.д. Ряд исходных требований технического задания связан с конструктивной и эксплуатационной стороной: масса, габариты, установочные размеры, климатические условия, устойчивость к механическим перегрузкам. Часто в техническом задании накладываются ограничения на типы применяемых активных и других элементов схем, на потребление энергии от источников питания. Задаются в техническом задании также требования по надежности работы приемника, накладываются ограничения на стоимость разработки и себестоимость приемника при его серийном производстве. Техническое задание может включать и ряд других требований, например требования по внешнему оформлению, по расположению элементов управления и т.д. Набор исходных данных в задании на курсовое проектирование существенно ограничен. Ограничен также и объем выполняемых работ, который в процессе выполнения работ может корректироваться ведущим преподавателем. В приложениях приведены примеры заданий на курсовой проект, рассматривается порядок выполнения типовых проектов, указан необходимый минимум работ.

3. Порядок проектирования приемника.

Общие положения.

9


Проектирование радиоприемника начинается с выбора и обоснования его общей структуры. Этот этап в настоящее время в типичных ситуациях не вызывает особых затруднений.

В результате накопленного опыта разработки общая структура приемника может быть определена практически сразу. На рис. 3 показана типовая структура супергетеродинного приемника с однократным преобразованием частот. Такая структура лежит в основе построения большинства современных радиоприемников. В настоящем пособии вопросы проектирования приемника будут рассматриваться применительно к этой схеме.

Следующим шагом является определение требований к основным элементам приемника: определение общего коэффициента усиления и его распределение по отдельным частям приемного тракта, определение полосы

Чувствительность приемника

P

2·10-13 Вт

Максимальное изменение мощности на входе приемника

dmax

20 дБ

Максимальная радиальная скорость перемещения объекта, отражающего зондирующие сигналы, относительно РЛС

Vр

1 км/с

Относительная нестабильность частоты (передатчика)

dПРД

10-4

Избирательность приемника по соседнему каналу

SСК

20 дБ

Частота соседнего канала



Избирательность по зеркальному каналу

SЗК

20 дБ


Рис. 3. Структурная схема приемника с однократным преобразованием частоты:

А - антенна; ВЦ - входная цепь; УВЧ - усилитель высокой частоты; СМ - смеситель; Г - гетеродин; ПУПЧ и ГУПЧ - предварительный и главный усилители промежуточной частоты; ДМ - демодулятор; БНЧ - блоки низкой частоты; И - индикатор сообщения; АРУ - автоматическая регулировка усиления; АПЧ - автоматическая подстройка частоты гетеродина.



2. Порядок определения требований к узлам приемника.

Для обеспечения требуемой по ТЗ высокой чувствительности проектируемый приемник должен быть супергетеродинным.

Для получения заданного отношения к шуму в одном канале приемника gk необходимо иметь определенное отношение сигнала к шуму g на выходе линейной части приемника, т.е. на входе частотного демодулятора группового сигнала. Требуемое значение g может быть определено на основе параметров группового сигнала, параметров сигнала в канале.

10


23


Определим полосу пропускания ПС группового сигнала. Для этого предварительно вычислим частоту поднесущей последнего (двадцатого) канала F20 и максимальную частоту в спектре этого канала fmax :

V. Пример составления структурной схемы определения требований к узлам приемника многоканальной системы связи.

1. Техническое задание.

Спроектировать приемник наземной станции многоканальной системы связи с летательным аппаратом; проектированию подлежит часть приемника, осуществляющая обработку группового сигнала.


Исходные данные на проектирование.


Вид модуляции


АМ-ЧМ

Число каналов

nk

20

Максимальная частота спектра сигнала, передаваемого по одному каналу

Fmax

3 кГц

Защитный интервал между спектрами каналов

DFЗ

1 кГц

Поднесущая первого канала

F1

50 кГц

Отношение сигнала к шуму в канале при шумоподобном виде сообщения с равномерным спектром

gk

> 30 дБ

Частота несущей

f0

300 Мгц

Пиковое значение индекса частотной модуляции

m

7,5

22



Эффективное (среднеквадратическое) значение индекса частотной модуляции

s

3

пропускания и избирательности радиоприемного устройства вцелом и пропускания и избирательности радиоприемного устройства вцелом и отдельных его частей, определение их шумовых свойств. отдельных его частей, определение их шумовых свойств.

На этом шаге устанавливаются рабочие частоты элементов приемного тракта, требования к АРУ и АПЧ. При необходимости производится моделирование приемника или отдельных его частей на ЦВМ и оптимизация параметров его блоков.

Исходными данными для решения задач этого этапа являются сведения в техническом задании по чувствительности, динамическому диапазону входного сигнала, уровню выходного сигнала, стабильности частоты сигнала, а также сведения о рабочем диапазоне частот, способе модуляции и частотных свойствах сообщения, о требуемом качестве воспроизведения сообщения. По результатам этого шага уточняется структура приемника, в частности выясняется необходимость применения УВЧ или ПУПЧ, необходимость в дополнительных преобразованиях частоты, в автоматических регулировках и т.д. Рассмотренный этап включает в себя по существу синтез структуры приемника в целом, его анализ и определение требований к функциональным звеньям.

11


Следующий этап - это проектирование отдельных функциональных звеньев приемника. Проектирование каждого звена начинается с определения его структуры, затем структуры его отдельных составляющих и так далее, вплоть до проектирования принципиальных электрических схем. Детально проектирование функциональных звеньев приемника, электрических схем рассматривается в пособиях, список которых приведен в указателе литературы. Отметим, что при проектировании отдельных функциональных звеньев на этапе синтеза их структуры широко применяется методы статистического синтеза.

Особенно это касается вопросов синтеза структуры оптимальных и квазиоптимальных демодуляторов различных приемников, определения временных и частотных характеристик линейной части, синтеза структуры систем последетекторной обработки и т.д.

III. Автоматизация проектирования приемно-усилительных устройств.

Каждый этап проектирования приемно-усилительного устройства может выполняться с использованием ЭВМ. Одним из пунктов задания на курсовое проектирование может являться расчет и моделирование с помощью ЭВМ отдельных узлов, частей или всего устройства.

Полная автоматизация процесса проектирования невозможна, так как процесс проектирования приемного устройства не может быть строго формализован, как указывалось выше. Однако применение средств вычислительной техники на отдельных этапах позволяет существенно ускорить процесс проектирования.

Разработанные в настоящее время методы автоматизированного проектирования позволяют решать следующие задачи при проектировании приемно-усилительных устройств:

  1. Расчет по сложным формулам. Такой расчет на ЭВМ позволяет сократить время вычислений.

  1. 12


    Анализ приемно-усилительных устройств и их узлов. Расчет характеристик и параметров может быть произведен на ЭВМ с учетом действия различных факторов, которые обычно не принимаются во внимание при анализе без использования ЭВМ. В связи с этим число

Необходимое изменение коэффициента усиления регулируемого усилителя m для обеспечения заданного p будет равно

И, наконец, выберем величину промежуточной частоты из условий

1.

2.

где

Sзкз - заданное ослабление зеркального канала, которое принимаем равным 15 дБ (30 раз);

n - число колебательных систем в преселекторе, n=2

Выберем стандартную промежуточную частоту для радиолокационных приемников 30 МГц.

На этом определение основных требований к узлам радиолокационного приемника можно считать законченным.








21



Для обеспечения линейного детектирования напряжение на входе диодного детектора Uвх д должно составлять 0,5-1 В (примем Uвх д = 0,8 В). Тогда коэффициент усиления ГУПЧ (по напряжению)

С учетом коэффициента запаса Kзап³3 требуемое усиление УПЧ будет равно:

Примем

Коэффициент передачи диодного детектора KД примем равным 0б7. Следовательно, коэффициент усиления видеоусилителя КВУ будет равен

Теперь вновь оценим получившийся коэффициент шума приемника. Коэффициент шума ГУПЧ с учетом кабеля примем равным 25, тогда

Сравнивая FS с Fдоп, делаем вывод, что требуемые характеристики приемника будут обеспечены.

Следующим шагом является определение требования к системе АРУ. Максимальный уровень мощности на входе приемника

20


Изменение напряжения на входе приемника

итераций при разработке устройства может существенно сократиться, а на стадии эскизного проектирования этап физического моделирования может быть заменен полностью или частично расчетом на ЭВМ. Характерной ситуацией в настоящее время является подробный расчет на ЭВМ части, узла приемно-усилительного устройства, для которого развиты методы анализа.

  1. Моделирование приемно-усилительных устройств. Под моделированием понимается имитационное моделирование, когда модель позволяет получить эквивалент сигналов, действующих в устройстве. Моделирование - это средство анализа устройств, которое используется, как правило, для получения статистических характеристик устройства или его существенных частей. Методы моделирования позволяют существенно сократить время проектирования за счет уменьшения числа итераций при поиске решения, а на этапе эскизного проектирования - за счет исключения этапа физического моделирования.

  2. Оптимизация узлов, входящих как составные части в приемно-усилительное устройство. В настоящее время развита и нашла широкое применение параметрическая оптимизация, при которой схема задана и производится варьирование численных значений параметров элементов схемы. Применение методов оптимизации на ЭВМ при проектировании позволяет существенно сократить время, необходимое для завершения проектирования, а также найти такие инженерные решения, которые при обычных методах расчета не могут быть найдены.

  1. 13


    Синтез узлов приемно-усилительных устройств. Методы синтеза приемно-усилительных устройств в целом не разработаны. Отдельные узлы и блоки, обычно линейные, могут быть в настоящее время синтезированы с помощью ЭВМ. Как правило, решения, которые получаются с использованием ЭВМ при синтезе, не могут быть найдены другими известными в настоящее время способами. Таким образом, применение ЭВМ для синтеза узлов и блоков приемно-усилительных устройств позволяет не только ускорить, но и качественно улучшить процесс проектирования.

IV. Пример определения требований к узлам приемника бортовой импульсной радиолокационной станции обнаружения.

1. Техническое задание.

Спроектировать приемник бортовой радиолокационной станции обнаружения по следующим исходным данным:

Качество обнаружения сигнала:



a) вероятность правильного обнаружения

Pп0

0,9

b) вероятность ложной тревоги

Pлт

10-6

Рабочий диапазон (длина волны)

f0

l0

10000 МГц

3 см

Длительность зондирующего импульса

tи

1 мкс

Частота повторения импульсов

Fп

1 кГц

Реальная чувствительность приемника

Pвх min

3·10-13 Вт

14



Максимальное изменение мощности сигнала на входе приемника

dmax

80 дБ

В качестве усилителя высокой частоты выбираем неохлаждаемый параметрический усилитель на полупроводниковом диоде. Из работы [2, табл. 1, 3] для нашего диапазона ориентировочно находим: коэффициент усиления КУВЧ 20 дБ; коэффициент шума КУВЧ 2,7 дБ.

Можно применить УРЧ на современных малошумящих полевых транзисторах с барьером Шоттки, которые в этом диапазоне получить малошумящий усилитель с усилением 20 - 30 дБ и коэффициентом шума 1,5 - 2.5 дБ

Смеситель выполним по балансной схеме на СВЧ диодах с барьером Шоттки (ДБШ). В качестве ПУПЧ используем малошумящий однокаскадный транзисторный усилитель. По справочным данным [2] ориентировочно определяем : потери преобразования 6 дБ; относительная шумовая температура смесителя 1,5; коэффициент шума ПУПЧ 1,5 дБ; коэффициент усиления ПУПЧ 10 дБ; общий коэффициент передачи смесителя с ПУПЧ

а общий коэффициент шума смесителя с ПУПЧ

Подсчитаем напряжение сигнала на входе первого каскада ГУПЧ

где:

Kрф - коэффициент передачи кабеля, соединяющего высокочастотный блок приемника с каскадами основного усиления; Kрф=0,9

Rвх 1 - входное сопротивление первого каскада ГУПЧ, Rвх 1=100 Ом.

19


где :

Dfпрд - нестабильность частоты передатчика, равная 3 МГц.

Dfдоп = 0,053 МГц - доплеровское смещение частоты.

Избирательность преселектора обеспечивается волноводным резонатором антенного переключателя и контуром УРЧ. Примем добротность этих колебательных систем (контуров) Qk=500. Тогда полоса пропускания преселектора при числе контуров n=2, равна:

,

(где y(n)=1,55 для n=2 [2]), что удовлетворяет полученным ранее требованиям.

Из формулы для реальной чувствительности найдем допустимый коэффициент шума

Приемник с таким коэффициентом шума в трехсантиметровом диапазоне технически можно реализовать.


Случайные файлы

Файл
131928.rtf
47556.rtf
180115.rtf
28761.rtf
13844.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.